L'ADEME, l'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie, a fait une étude sur les deux-roues et la pollution. Les cyclomoteurs effectuent environ 2400 km par an et les motocycles 2000 à 6000 km/an.
Les émissions de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures imbrûlés (HC) des deux-roues motorisés représentent respectivement 10 et 13 % des émissions totales du secteur des transports individuels, alors que ces véhicules ne représentent que 1 % des consommations d'énergie de ce même secteur. Cette situation est due au retard pris dans l'établissement de normes plus sévères les concernant, alors que celles-ci étaient déjà imposées aux véhicules légers. En particulier, les cyclomoteurs ont émis, avant la mise en place des directives 97/24 et 2002/51, jusqu'à 5 fois plus de polluants qu'une voiture catalysée et les motocycles jusqu'à 25 fois plus.

La réglementation actuelle permet de réduire significativement les écarts entre les deux types de véhicules, que ce soit pour les motorisations fonctionnant en cycle 2-Temps ou en cycle 4-Temps. L'accélération du renouvellement du parc des deux-roues est de mise, dont l'âge moyen est actuellement de 7 ans. Cela permettrait de lui faire bénéficier des dernières technologies et d'exclure les véhicules vétustes très polluants.

Toujours selon l'ADEME, même s'il est très délicat de comparer les rejets de catégories de véhicules différentes comme l'automobile et les deux-roues (insertion dans le trafic, profils cinématiques des parcours...), on peut noter, en s'attachant aux performances en milieu urbain (polluants exprimés en g/km) :

 pour les motorisations non dépolluées qui ne sont heureusement plus commercialisées aujourd'hui (mais qui sont encore présentes dans les parcs), on retrouve des rejets de 2 à 16 fois plus élevés en CO et de 1,25 à 14 fois plus élevés en HC que pour le véhicule automobile le moins bien placé dans une étude européenne, à laquelle l'ADEME a participé (tests de véhicules particuliers Euro3),

 à l'inverse, pour les motorisations dépolluées (ex : 2-Temps injection catalysée), les résultats sont satisfaisants et prometteurs avec des ordres de grandeur d'émissions comparables à ceux des automobiles testées.

Les tests mis en place par l'ADEME ont permis d'évaluer les niveaux de consommation de carburant et les rejets de CO2 associés des différents cyclomoteurs et motocycles investigués. Le résultat :

 un niveau de rejet de l'ordre de 50 à 80 g/km éq. CO2 (selon le véhicule) en usage urbain pour les cyclomoteurs récents à comparer à des rejets urbains de l'ordre respectivement de 103 à 143 g/km et de 120 à 155 g/km pour les 10 meilleurs véhicules Diesel et Essence, mis en vente en 2004,

 un niveau de 84 g/km sur cycle urbain pour les 125 cm,

 un niveau peu satisfaisant pour les motocycles de cylindrées supérieures, hormis pour les 400 cm³ (scooters 4-Temps, plutôt orientés agrément que performances) avec 115 g/km en usage mixte. Les motocycles routiers ou sportifs testés affichant un niveau de CO2 équivalent de 160 g/km CO2, ce qui correspond, à peu de choses près, à la moyenne des ventes de la catégorie véhicules Essence en 2004. Ce résultat les pénalise sur le plan de l'efficacité énergétique, au passager transporté. On est en droit d'espérer des progrès significatifs sur ce plan avec l'émergence de stratégies "moteur plus propre et économe".

Pour des véhicules récents dépollués actuellement commercialisés :

 des progrès importants par rapport aux modèles non dépollués avec des réductions drastiques des rejets - 96 % de monoxyde de carbone et - 77 % des hydrocarbures imbrûlés et des oxydes d'azote NOx du fait du bon fonctionnement des catalyseurs 3-voies équipés en sondes lambda,

 un niveau répondant largement à la norme Euro2 et permettant d'envisager le passage d'Euro3 en 2007.

L'effet du débridage (retrait des dispositifs limitant la puissance et/ou la vitesse maximale) a été également étudié pour les cyclomoteurs. D'après l'ADEME, il faut retenir que le débridage entraîne une dégradation alarmante des émissions polluantes pour les technologies récentes (catalysées et/ou dotées de système à injection).